[发明专利]一种石墨烯掺杂金属氧化物阳极的制备方法

摘要

本发明属于电化学技术领域，涉及一种石墨烯掺杂金属氧化物阳极的制备方法，先对钛基体进行预处理获得表面均匀粗糙的钛基体，再将石墨烯溶于多元醇溶液中超声分散制得石墨烯多元醇溶液，然后将金属氧化物前驱体盐溶液加入石墨烯多元醇溶液中搅拌均匀得到阳极涂液，最后将阳极涂液涂刷在钛基体表面后将钛基体进行干燥、烧结和冷却，重复上述涂刷、烘干、烧结和冷却步骤，即得石墨烯掺杂金属氧化物阳极；其制备工艺简单，操作方便，制备的石墨烯掺杂金属氧化物阳极电化学活性点多，电催化活性高，排流量更大，使用寿命长，显著改善了阳极的综合性能。

主权项

一种石墨烯掺杂金属氧化物阳极的制备方法，其特征在于包括基体预处理、石墨烯多元醇溶液制备、阳极涂液配制和石墨烯掺杂金属氧化物阳极的制备四个步骤，其具体工艺过程为：(1)基体预处理：选用板状140mm×110mm×3mm的TA2工业纯钛板作为钛基体，采用粒度120μm的金刚砂对钛基体进行喷砂处理后用蒸馏水冲洗除去残留砂粒和金属屑，然后将钛基体放入丙酮中进行除油，再将除油后的钛板放入重量百分比浓度为10％的草酸水溶液中，在沸腾状态下进行表面刻蚀2h后取出用去离子水中冲洗干净，获得表面均匀粗糙的钛基体，钛基体的表面粗糙度为3.0μm，将上述处理过的钛基体吹干放入无水乙醇中备用；(2)石墨烯正丁醇溶液制备：称取石墨烯置于正丁醇溶液中并加入盐酸起到表面润湿作用，在超声波清洗器中超声分散30min，分别得到石墨烯含量为0.4g/L的石墨烯正丁醇溶液；(3)阳极涂液配制：将由H2IrCl6·6H2O和TaCl5正丁醇溶液按摩尔比Ir：Ta＝70:30加入到步骤(2)制得的石墨烯正丁醇溶液中，控制金属离子总浓度为0.3mol/L，磁力搅拌至均匀混合得到阳极涂液；(4)石墨烯掺杂金属氧化物阳极的制备：将步骤(3)制得的涂液用毛刷均匀涂刷在步骤(1)得到的钛基体的表面上，再将钛基体放置在烘箱中120℃干燥10min后放置在烧结炉中，在500℃下烧结10min后取出，在常温下空气冷却，重复涂刷、烘干、烧结和冷却步骤，直至金属氧化物载量达到12.5g/m2，最后一次涂刷、干燥后在500℃下烧结1h，得到加有0.4g/L石墨烯的Ti/IrO2‑Ta2O5‑G阳极，其表面致密区呈现蜂窝状，强化电解寿命为1480h。